Главная » Ремонт и отделочные материалы » Сравнительно анатомические доказательства примеры. «Рудиментарный орган» в технике. Доказательства эволюции: сравнительно-анатомические, эмбриологические, палеонтологические и др

Сравнительно анатомические доказательства примеры. «Рудиментарный орган» в технике. Доказательства эволюции: сравнительно-анатомические, эмбриологические, палеонтологические и др

Согласно теории эволюции люди произошли от обезьяны. Миллионы лет из-за данного процесса менялась внешность, характер, умственные возможности Homo Sapiens, отдаляя его от предков. Эпоха технического прогресса вывела человеческий вид на высшую ступень эволюционного развития. Наличие общих предков с животным миром теперь представлено в виде рудиментов , примеры которых будут рассмотрены этим материалом.

Вконтакте

Характеристика

Рудиментарные органы - определенные части тела, потерявшие первоначальное значение в ходе эволюционного развития. Прежде выполнявшие ведущие функции организма, теперь несут второстепенные. Они закладываются на начальной стадии эмбрионального формирования, до конца не развиваясь. Рудименты сохраняются на протяжении всей жизни особи. Функция, которую они несли при стандартном развитии, у предков значительно ослабевают, утрачиваются. Современный мир не может до конца толком объяснить суть наличия подобных недоразвитых органов в физиологическом строении.

Рудиментарные органы — это основной пример доказательств эволюции Чарльза Дарвина, многие годы наблюдавшим за животным миром прежде, чем прийти к революционному умозаключению.

Такие части тела напрямую подтверждают родственные связи между вымершими и современными представителями планеты, помогая установить путь исторического развития организмов. Естественный отбор, служащий основой удаляет ненужные признаки, совершенствуя другие.

Примеры рудиментов среди животного мира:

птичья малая берцовая кость;
наличие глаз у подземных млекопитающих;
остаточные тазобедренные кости, частичный волосяной покров китообразных.

Рудименты человека

К рудиментам человека относят следующие:

копчик;
зубы мудрости;
пирамидальную мышцу живота;
аппендикс;
мышцы ушей;
эпикантус;
морганиев желудочек.

Важно! Примеры рудиментов у разных людей являются общими. Немногочисленные племена и расы обладают подобными органами, характерными только для их вида. Каждый пример рудиментов у человека можно выделить и подробно описать, чтобы внести ясность в разбираемую тему.

Виды основных рудиментов

Копчик представляет нижний отдел позвоночника, включающий нескольких сросшихся позвонков. Функция переднего отдела органа служит для крепления связок и мышц.

Благодаря ему происходит правильная, равномерная нагрузка на таз. Копчик является примером рудимента хвоста у современного человека, служившего центром равновесия.

Зубы мудрости — это самые запоздалые и строптивые костные образования ротовой полости. Изначальная функция состояла во вспомогательном процессе пережевывания твердой, жесткой пищи.

Современная трапеза людей больше включает термически обработанные продукты, поэтому в ходе эволюции орган атрофировался. Расположенные последними в ряду, зубы мудрости часто вылезают у людей в сознательном возрасте. Распространенным явлением служит отсутствие «восьмерок», частичное прорезывание.

Морганиев желудочек - парные мешковидные углубления, находящиеся в правой и левой части гортани. Органы помогают создавать резонансный голос. Предкам, видимо, они помогали воспроизводить определенные звуки, защищать гортань.

Аппендикс - червеобразный придаток слепой кишки. Далеким предкам помогал переваривать грубую пищу. В настоящее время его функции поубавились, но сохранилась важная роль, состоящая в сосредоточении очага образования полезных микроорганизмов. Наличие этого органа у человека имеет существенное отрицательное качество - возможность воспаления. В таком случае его требуется удалить хирургическим путем. Микрофлора после операции с трудом восстанавливается, учащаются инфекционные заболевания.

Ушные мышцы тоже относятся к рудиментарным особенностям, окружающие ушную раковину человека. Древние предки имели способность шевелить ушами, усиливая слух, нужный для избежания встреч с хищниками.

Внимание! Намеренно избавляться от некоторых перечисленных органов настоятельно не советуют, потому что второстепенные функции они все-таки выполняют.

Рудиментарные органы определенных рас

Эпикантус - рудиментарное вертикальное продолжение верхней складочной части глаза. Точные причины и функциональные особенности этого органа досконально не известны. Существуют предположения, что кожная складка уберегала глаза от погодных условий. Характерен для , бушменов.

Пирамидальная мышца живота продолжает список рудиментарных органов, представляющий треугольную форму мышечной ткани. Основная функция - натягивание белой линии живота.

Стеатопигия - скапливание жира в верхних частях ягодиц. Несет запасающую роль, как и верблюжий горб. Характерна для некоторых африканских племен, хотя это рудимент или патология до конца не выяснено.

Атавизмы человека и отличия от рудиментов

Существуют своеобразные внешние признаки родства человеческого вида с животным миром. Атавизм — это примета, присутствовавшая у предков, но не присущая нынешнему виду.

Кодирующие его сохраняются, продолжая передавать его свойства следующему поколению. Их можно назвать «спящими», пробуждаются лишь при рождении особи с атавистическим признаком. Случается это при утере генетического контроля, либо при внешней стимуляции.

Основным отличием атавизма служит проявление признаков у единичных особей. Человеческая особь во время эмбрионального развития частично проходит путь дальних предков. Зародыши в определенные недели имеют жабры и отростки в виде хвоста. Если эти признаки сохраняются при родах у ребенка, то представляют собой атавизм.

Атавизмы и рудименты одинаково служат доказательством теории эволюции, но если у первых признаков функции отсутствуют, то вторые несут определенное полезное значение. Некоторые виды этого явления способны принести угрозу здоровью, либо нарушить некоторые процессы жизнедеятельности. Некоторые до сих пор размышляют на тему: аппендикс — это норма в виде рудиментарного органа или атавизм.

Внимание! Многие атавистические признаки легко удаляются хирургическим путем, облегчая носителю жизненный процесс.

Примеры атавизмов

Атавизмы и рудименты многие до сих пор путают, относя одних к другим. Первые имеют два вида признаков:

физиологические;
рефлексные.

Следует досконально изучить примеры атавизма человека, чтобы разница стала понятнее.

Если у людей не наблюдаются внешние признаки того или иного, то это не значит, что гены признаков отсутствуют, обладая способностью проявиться в будущем.

Атавизмы встречаются крайне редко в популяции и проявляются лишь в тех случаях, когда древние гены предков неожиданно проявляются у человека.

Вот самые распространенные и явные виды атавизма человека, составляющие следующий список:

избыточная волосатость;
выступающий хвост;
заячья губа;
многососковость у человека;
второй ряд зубов;
икота;
хватательный рефлекс у новорожденных детей.

Перечисленные особенности проясняют спор многих насчет того, являются ли зубы мудрости, скрытые либо прорезавшиеся, рудиментом или атавизмом. Они характерны для многих видов, но не у всех выходят. Если бы зубы мудрости, либо другие рудиментарные части тела встречались лишь у единичных экземпляров, то можно было бы отнести их к атавизму.

Изучаем, что такое рудименты, примеры

12 рудиментов у человека

Вывод

Homo Sapiens - сложный организм, обладающий многообразной системой жизнедеятельности, изменяющиеся миллионами лет эволюции . Примерами их видов обладает каждый. Основная разница атавизма от рудиментарных частей тела содержится в том, что лишь единицы ими обладают, а человек без них может легко прожить.

Органы, имеющие сходное строение и общее происхождение, независимо от выполняемых ими функций, называются гомологичными . Например, у представителей позвоноч-ных животных , обитающих на суше, в воздухе и в воде, передние конечности выполняют функции хождения, копательную, летательную, плава-тельную. Однако у всех они состоят из плеча, предплечья, образо-ванного локтевой и лучевой костями, костями запястья (рис. 45). Гомологичные органы встречаются также и у растений .

Примеры

Примерами гомологичных органов у растений являются усики гороха, шипы барбариса и кактуса. Это видоиз-менённые листья. У животных наиболее яркий пример — передние конечности позвоночных животных.

Аналогичными называют такие органы, которые выполняют одинаковые функции, но имеют различное происхождение. Колючки кактуса образовались в результате видоизменения листьев, шипы боярышника — стебля, а шипы розы и малины — вследствие изме-нения ростков эпидермиса (рис. 46). Примерами аналогичных орга-нов являются также глаза головоногих моллюсков и позвоночных животных. Глаза у головоногих моллюсков развиваются путём удлинения эктодермального слоя, а у позвоночных — из бокового ростка головного мозга.

Конвергенция

В отдельных случаях эволюционный процесс совершается в результате приспособления организмов, относящихся к различным систематическим группам, к одинаковым условиям обитания в течение миллионов лет . Такой процесс называется конвергенцией (от лат. convergere — приближаться) — схожестью признаков организмов, имеющих различное происхождение, в результате естест-венного отбора и одинаковых условий.

В качестве примера конвергенции можно привести сходство строения тела, органов движения акулы (рыбы), ихтиозавра (пресмыкающиеся , жившие в мезозойской эре и затем вымершие), дельфина (млекопитающие). Сходство внешнего вида представителей подкласса сумчатых и плацентарных из класса млекопитающих — сумчатого крота и крота обыкновенного — также является результатом конвергенции (рис. 47).

Примеры

Примерами аналогичных органов у растений могут служить иглы барбариса, иглы боя-рышника, шипы белой акации (боковые листья), шипы мали-ны (ростки кожицы); у животных — крылья бабочки (развиваются из задней части грудного отдела тела), крылья орла, летательные перепонки летучей мыши (образованы путём видоизменения перед-ней конечности).

Органы, утратившие в течение эволюционного процесса своё первоначальное значение и находящиеся на стадии исчезновения, называются рудиментарными . У древних предков эти органы были нормально развиты и выполняли определённые функции. Затем, в ходе эволюционного процесса, они потеряли своё биологическое значение и сохранились в виде остаточных органов. Материал с сайта

Примеры

Рудиментарные органы встречаются как у животных, так и у растений. Так, чешуйки у корневища ландышей, пырея, папоротника и комнатного растения аспидистры являются рудиментарными листьями. Вторые и третьи пальцы конечностей лошади, крестцовая кость и кости конечности кита, маленькая пара крыльев у мухи также являются рудиментарными органами. Рудиментарные органы у растений, животных и человека являются важным доказательством эволюции .

Явления атавизма также подтверждают историческое развитие органического мира. Под атавизмом понимают повторение у отдельных особей в онтогенезе признаков, характерных для их далёких предков.

Примеры

Примером атавизма являются случаи рождения зеброобразных жеребят, наличие нечётких полос на спине пегой лошади. Это свидетельствует о том, что дикие предки домашней лошади имели полосатый шерстяной покров. Иногда у коров бывает три пары сосков на вымени . Это указывает на то, что коровы произошли от диких предков, имевших четыре пары сосков.

Картинки (фото, рисунки)

Рис. 45. Гомологичные органы (передние конечности позвоночных животных): саламандра, черепаха, крот, лошадь, летучая мышь, птица
Рис. 46. Аналогичные органы: 1- иглы барбариса; 2 - иглы боярышника; 3 - шипы белой акации (боковые листья); 4 - шипы малины (ростки кожицы); 5 - крылья бабочки (развиваются из задней части грудного отдела тела); 6 - крылья орла; 7 - летательные перепонки летучей мыши (образованы путём видоизменения передней конечности)
Очень многих людей во всем мире интересуют доказательства эволюции. Каждый из нас с детства находится в окружении разнообразных людей - от верующих христиан до любителей фантастических историй про инопланетян и других категорий граждан, которые приписывают человеку самые удивительные истории происхождения.

На практике же мало кто способен принять ту простую мысль, что человек – это творение природы, и, как любой другой организм на планете, развивался постепенно от более простых форм к той, в которой он существует сейчас.

На эту тему постоянно возникают самые ожесточенные споры, в которых каждая теория находит своих поклонников. Но стоит однозначно признать тот факт, что именно у почитателей теории эволюции больше всего козырей на руках, и только они способны предоставлять по-настоящему научные и полностью обоснованные подтверждения своего взгляда на данный вопрос.

Доказательств эволюции существует великое множество, и они постоянно обновляются. Спорить с ними очень и очень тяжело. Рассмотрим все это более подробно.

Эмбриологические доказательства эволюции

Группа доказательств правильности теории эволюции, которые выведены на основе наблюдений за развитием плода будущего ребенка, получили название эмбриологические доказательства. В середине 19-го века ученые заметили, что на разных этапах формирования человеческого организма в утробе матери он очень напоминает другие, более простые формы жизни на земле.

Эмбрион человека (6 недель)

К примеру, в начале своего развития у человека есть зачатки жабр, свойственных существам, живущим в воде; в теле наблюдается вполне конкретный хвост, который в будущем просто закрывается другими тканями, на всю жизнь оставаясь с человеком в виде копчика; зародыш имеет всего один контур для обращения крови, что также свойственно низшим по развитию существам.

Пример. Раннее состояние системы среднего уха оказалось поздним этапом перерождения нижней части челюсти рептилий.

Замечено, что в своем эмбриональном развитии плод проходит состояния, которые в значительной степени связывают его с разными систематическими группами существ, постепенно суживаясь до более определенных классов, отрядов, семейств, родов и в последнюю очередь подходит к своему родному виду – homo sapiens.

Эмбриональные доказательства уже сами по себе являются довольно красноречивыми и сполна подтверждают теорию эволюции. Но их проблема в том, что они доступны для научного наблюдения и понимания в основном учеными и приближенными к ним более образованными людьми. Поэтому простого человека ими прошибить может быть сложно.

Сравнительно-анатомические доказательства эволюции

Группа доказательств эволюции, которая основывается на схожести некоторых частей тела и характеристик человека с другими животными и его предполагаемыми предками, называется сравнительно-анатомической.

Эта группа делится на такие более узкие разделы:
1. Рудиментарные органы. Это те части тела нашего вида, которые были важны для далеких предков, но сейчас они потеряли свою актуальность и не используются ни для каких действий и процессов. Пример – аппендицит. Это классический рудимент, который совершенно не нужен человеку в жизни и достался ему от предков млекопитающих, у которых он играл роль слепой кишки. Точно таким же рудиментом является кобчик – остаток хвоста, который постепенно уменьшался и в итоге был полностью скрыт. Известны случаи, когда люди рождались с увеличенным кобчиком, который выглядел как самый настоящий хвост, правда небольшого размера. Убирать его приходилось с помощью операции.
2. Гомологические органы. Различные животные и человек имеют массу органов и систем, которые по своей структуре практически идентичны, но в процессе эволюционного развития могли приобрести несколько разный внешний вид. Такие органы имеют совершенно одинаковое происхождение и аналогичное устройство. Пример — крылья летучей мыши и рука человека, ласты кита, имеющие одни и те же кости и функциональные части.
3. Аналогичные органы. Еще одна группа доказательств, суть которой состоит в том, что многие органы человека и животных имеют совершенно различное эволюционное происхождение, но в конечном итоге играют одну и ту же роль. Пример — глаза моллюсков развиваются из удлинения эктодермального слоя, в то время как у позвоночных глаза происходят из боковых ростков головного мозга.
4. Еще одна крупная группа сравнительно-анатомических доказательств – это атавизмы. Атавизмами называются характеристики человека, которые возвращают его к особенностям предков. Примеры — чрезмерная волосатость, которая отсылает нас к обезьянам; более двух сосков на груди человека, что напоминает о родстве с другими млекопитающими; некоторые люди умеют двигать ушами, как животные, и многое другое.
Сравнительно-анатомические факты довольно говорящие и не требуют даже серьезного обоснования. Ведь достаточно нам увидеть человека, физиономия которого очень похожа на гориллу, мысли об эволюции начинают напрашиваться сами собой.

Биогеографические доказательства эволюции

Биогеография изучает развитие имеющихся форм жизни в разных частях планеты, на разных континентах, живущих в самых непохожих условиях и климате. С помощью таких исследований удается выявить интересную закономерность – живущие в одинаковом климате существа, но на разных частях земли, могут значительно отличаться.

Это является прямым доказательством того, что везде игра эволюции достаточно непредсказуема, и она порождает самые разные варианты живых существ в хаотическом творческом беспорядке.

Это можно наблюдать как у представителей растительного мира, так и у животных. Суть этого типа доказательств сводится к тому, чтобы указать – животный и растительный мир всей планеты берут начало в одной точке, но позже, в результате миграции и изоляции групп друг от друга, они эволюционировали различными путями.

Пример — рыбы-цихлиды в озере Малави, где вода чистая и прозрачная, имеют фиолетовую или синюю окраску, а в озере Виктория, где воды мутные – желтую. Так данный вид приспосабливался к условиям проживания.

Палеонтологические доказательства эволюции

Палеонтология сделала огромный вклад в развитие теории эволюции, так как она занимается поиском и изучением останков древних организмов.

Находки ученых в очередной раз доказывают, что человек и другие современные существа имеют массу сходств со своими вымершими предками, подобное строение скелета, измененные некоторые его части. Что-то уходит по ненадобности, что-то появляется, но всегда остается связь между предком и современным организмом.

Большая проблема палеонтологии – обнаружение переходных форм. Известен скандал, когда верность эволюции ставилась под сомнение тем фактом, что промежуточное звено между обезьяной и человеком все еще не обнаружено. Пример — эволюция китообразных, которая поэтапно исследована палеонтологами.

Морфологические доказательства

Эта группа доказательств сводится к сравнению внешнего вида организмов и поиск схожих черт между ними. К примеру, сравнивая черепа разного вида обезьян и человека, можно найти между ними массу похожих и даже общих характеристик.

Морфофизиологические факты могут быть до такой степени очевидными, что пытаться их оспаривать просто глупо и совершенно бессмысленно.

Биохимические доказательства

Более тонкие исследования, которые проводятся на уровне клеток, ДНК, еще больше подтверждают единство всех живых организмов на земле. Интересно, что это касается не только животных, но и растений. Как вы считаете, играет ли это важную роль в доказательстве эволюции?

В природе существует около 100 разных нуклеотидов, но в ДНК совершенно любого организма их всего 4. Из имеющихся на планете почти 400 типов аминокислот, в белке любого организма можно встретить только одни и те же 22 аминокислоты.

Любая сравнительная таблица покажет, что все живые организмы в большей степени состоят из одного и того же химического набора, хотя окружающее многообразие намного больше.

Пример — метаболизм всех организмов происходит по одному и тому же пути, с использованием одинаковых ферментов.

Реликтовые доказательства

Кому мало всего вышеперечисленного, включая биографические, химические и прочие факты, могут обратиться к реликтовым доказательствам, которые заключаются в том, что даже сейчас на земле существуют некоторые виды организмов, которые были присущи очень древнему миру.

Примеры. На островах в Новой Зеландии можно встретить удивительное животное – гаттерию, которая является очень похожей на живших 70-80 млн лет назад динозавров. Дерево гинкго – еще один пример, оно существовало еще около 150 млн лет назад.

Заключение

В качестве заключения отметим, что цитологические, молекулярно-генетические, палеонтологические и другие исследования прямо указывают на правильность теории эволюции и ее полную адекватность по отношению к реальности. Многие люди не хотят принимать эту точку зрения и имеют на это полное право.

Так или иначе, но эволюция – это реальность, доказанная уже миллионами фактов и просто здравым смыслом и наблюдением, и, возможно, в будущем она восторжествует в значительно большем масштабе, нежели сейчас.

По мнению религиозных антиэволюционистов (включая сторонников "разумного замысла"), виды живых организмов были созданы разумным Существом, которое имело возможность проектировать каждый вид "с чистого листа" , то есть разрабатывать для каждого вида свой собственный, уникальный план строения, наилучшим образом соответствующий тем задачам, которые, по замыслу Творца, данный вид должен был выполнять на Земле. Антиэволюционизм, таким образом, либо предсказывает наличие множества совершенных (идеальных), уникальных и никак не связанных между собой планов строения (что резко противоречит наблюдаемым фактам), либо вообще отказывается от предсказаний (а значит, и от возможности что-либо понять и объяснить в окружающем мире), ссылаясь на "неисповедимость воли Творца" ("раз так создано, значит, так было угодно Богу, а почему - не наше дело").

Гомологичные органы

Органы животных разных видов, имеющие один и тот же план строения, занимающие сходное положение в организме животного и развивающиеся из одних и тех же зачатков, называют гомологичными. Если такие органы у разных видов выполняют разные функции, то единственное объяснение сходства строения - происхождение от общего предка. Напротив, если у двух видов независимо развились органы, выполняющие одну и ту же функцию (аналогичные органы), то сходство между этими органами оказывается поверхностным.

Пятипалая конечность

Иллюстрация принципа гомологии на примере передней конечности млекопитающих.
Конечности состоят из одного и того же набора костей, но при этом выполняют
самые разные функции. Третья кость пясти отмечена красным цветом.

Пятипалая конечность, характерная для четвероногих позвоночных - пример гомологии органов. Более того, прослеживается гомология пятипалой конечности и плавников некоторых ископаемых видов кистеперых рыб, от которых произошли первые земноводные.

Кости передних конечностей девонских кистеперых рыб (слева)
и древнейших четвероногих (справа).
Условную границу между рыбами и четвероногими
чаще всего проводят между тиктааликом и акантостегой
(см.: Как рыбы научились ходить ).

Конечности четвероногих различаются по форме и приспособлены к выполнению самых различных функций в самых разных условиях. На примере млекопитающих:
- У обезьян передние конечности вытянуты, кисти приспособлены для хватания, что облегчает лазанье по деревьям.
- У свиньи первый палец отсутствует, а второй и пятый - уменьшены. Остальные два пальца длиннее и тверже остальных, концевые фаланги покрыты копытами.
- У лошади также вместо когтей копыто, нога удлинена за счет костей среднего пальца, что способствует большой скорости передвижения.
- Кроты имеют укороченные и утолщенные пальцы, что помогает при копании.
- Муравьед использует увеличенный средний палец для раскапывания муравейников и гнезд термитов.
- У кита передние конечности представляют собой плавники.
- У летучей мыши передние конечности развились в крылья за счет значительного удлинения четырех пальцев, а крючкообразный первый палец используется, чтобы висеть на деревьях.
При этом все эти конечности содержат один и тот же набор костей с одним и тем же относительным расположением. Единство структуры не может быть объяснено с точки зрения полезности, так как конечности используются для совершенно разных целей. Ни один "разумный дизайнер" никогда не стал бы проектировать крыло летучей мыши и лапу-лопату крота на основе одного и того же набора костей (плечевая, локтевая, лучевая, запястье, пясть, 5 пальцев). Ни один биолог и ни один инженер не смог бы доказать, что именно такой набор костей является идеальной основой для этих "проектов". А значит, единую структуру конечности четвероногие позвоночные унаследовали от общего предка. В ходе эволюции гомологичные части конечностей "подгонялись" естественным отбором к выполнению различных задач, что и обеспечивает кажущееся "совершенство" этих конечностей, их соответствие выполняемым функциям. Но это - явно не работа разумного проектировщика, ищущего наилучшее из возможных инженерных решений. Это - результат слепого природного процесса, который не способен заглядывать на шаг вперед и может только понемногу подправлять уже имеющиеся детали, "подгоняя" их к новым задачам.

Части ротового аппарата насекомых

Основные части ротового аппарата насекомых - верхняя губа, пара жвал (верхних челюстей), подглоточник (hypopharynx), две максиллы (нижние челюсти) и нижняя губа. У разных видов эти составные части различаются по форме и размеру, у многих видов некоторые из частей утрачены. Особенности строения ротового аппарата позволяют насекомым использовать различные источники пищи (см. рисунок):

(A) В исходном виде (у наиболее примитивных насекомых, и, например, у кузнечика) сильные жвалы и максиллы используются для кусания и жевания.

(B) Медоносная пчела использует нижнюю губу для сбора нектара, а жвалами дробит пыльцу и разминает воск.

(C) У бабочки верхняя губа уменьшена, жвалы отсутствуют, максиллы образуют хоботок.

(D) У самок комаров верхняя губа и максиллы образуют трубку, жвалы используются для протыкания кожи.

Какой разумный дизайнер, имея возможность спроектировать трубочку для питья коктейля любой формы и из любого материала, стал бы изготавливать ее методом перековывания пары вилок? Кто стал бы делать шприц, вытягивая и заостряя "челюсти" пассатижей? Это - характерный и узнаваемый стиль естественного отбора, "слепого часовщика", мастера по подгонкам и переделкам, но никак не разумного и всемогущего дизайнера, которому доступны любые материалы и любые технические решения.

Рудименты

Рудиментами называются органы, утратившие своё основное значение в процессе эволюционного развития организма. Рудименты также можно определить как структуры, редуцированные и обладающие меньшими возможностями по сравнению с соответствующими структурами у других организмов. Многие рудиментарные органы не являются совершенно бесполезными и выполняют какие-нибудь второстепенные функции. Если рудимент и оказывается функциональным, то он выполняет относительно простые или малозначимые функции с помощью структур, очевидно предназначенных для более сложных целей. Отсутствие функций не является необходимым критерием рудиментарности.Такие органы крайне распространены в природе.

Например, птичье крыло - крайне сложная анатомическая структура, специально приспособленная для активного полета, но крылья страусов не используются для полета. Эти рудиментарные, хотя и достаточно сложно устроенные (как и у других птиц) крылья могут использоваться для сравнительно простых задач, таких как поддержание равновесия на бегу и привлечение самок - с тем же успехом можно приспособить микроскоп для заколачивания гвоздей. Таким образом, специфическая сложность крыльев страуса неадекватна простоте задач, для которых эти крылья используются, и именно поэтому эти крылья называют рудиментами. В числе других нелетающих птиц с рудиментарными крыльями - галапагосские бакланы (Phalacrocorax harrisi), киви и какапо. Для сравнения, крыло пингвина имеет большое значение, действуя в качестве плавника, а значит - не может считаться рудиментом.

Какапо - нелетающий новозеландский попугай. Вот что пишет о нем Ричард Докинз в книге " The greatestshow on earth ":

Его летающие предки, очевидно, жили настолько недавно, что какапо все еще пытается летать, хотя уже не имеет средств, чтобы добиться успеха в этом начинании. По словам бессмертного Дугласа Адамса (в книге Last Chance to See) , это чрезвычайно толстая птица. Взрослый какапо весит около шести или семи фунтов, а его крылья годны лишь для того, чтобы помахать ими немного для равновесия, когда ему кажется, что он может обо что-то споткнуться. Но о полете не может быть и речи. К сожалению, он, похоже, не только забыл, как летать, но и забыл, что он забыл, как летать. Сильно взволнованный какапо иногда вскарабкивается на дерево и прыгает оттуда, после чего он летит как кирпич и обрушивается на землю бесформенной грудой.

Впрочем, другие авторы иначе описывают прыжки какапо: по их мнению, он использует свои слабые крылья в качестве парашюта, и они позволяют ему даже немного планировать, так что он падает не совсем вертикально, а под углом до 45 0 . В таком случае к нему приложимы те же рассуждения, что и к страусу: налицо использование "микроскопа для забивания гвоздей".

Примеры рудиментов:
Рудиментарные задние ноги у питона Python regius
Рудименты таза и костей задней конечности у молодого самца гренландского кита (Balaenamysticetus ). Из статьи Thewissen et al., 2009. From Land to Water: the Origin of Whales, Dolphins,and Porpoises .

Атавизмы

См. также: Атавизм

Атавизмом называется появление у особи признаков, свойственных отдаленным предкам, но отсутствующих у ближайших. Появление атавизмов объясняется тем, что гены, отвечающие за данный признак, сохранились в ДНК, но не функционируют, так как подавляются действием других генов.

Примеры атавизмов:
- Хвостовидный придаток у человека;
- Сплошной волосяной покров на теле человека;
- Добавочные пары молочных желез;
- Задние ноги у китов;
- Задние плавники у дельфинов;
- Задние ноги у змей;
- Дополнительные пальцы у лошадей;
- Возобновление полового размножения у ястребинки волосистой и у клещей семейства Crotoniidae.
Яркий пример атавизма: дельфин с задними конечностями. Из статьи Thewissen et al., 2009. From Land to Water: the Origin of Whales, Dolphins, and Porpoises .

Аргументы в пользу эволюции тут те же, что и для рудиментов. Эволюционное объяснение рудиментов и атавизмов состоит в том, что органы (признаки), ставшие бесполезными для организма, не утрачиваются в одночасье, а могут сохраняться в течение миллионов лет, постепенно редуцируясь и разрушаясь под грузом мутаций (отбор перестает отбраковывать мутации, нарушающие развитие данного признака, и эти мутации начинают свободно накапливаться, но процесс этот очень медленный). По ходу дела, естественно, редуцирующийся орган может приобрести новые функции. Даже если внешнее проявление признака полностью утрачено, в геноме еще долго могут сохраняться фрагменты генетических "программ", обеспечивавших развитие данного признака у предков. При особых обстоятельствах (мутации, экстремальные воздействия на развивающийся эмбрион) эти программы могут иногда "сработать" - и тогда мы получаем атавизм.

Например, все современные птицы беззубы, но они произошли от зубастых предков. В соответствии с этим у куриного эмбриона можно вызвать такое нарушение нормального хода развития, что у него в челюстях сформируются зачатки зубов (см.: Mutant Chicken Grows Alligatorlike Teeth).

Еще один пример: у современных млекопитающих отсутствуют ребра на поясничных позвонках. Однако у далеких предков современных млекопитающих - примитивных мезозойских зверей, так же как и у их еще более далеких предков, зверозубых ящеров, ребра на поясничных позвонках имелись. Как выяснилось, мутации гена Hox10 могут приводить к появлению поясничных ребер у мышей , т.е. к типичному атавизму. Подробнее см. в заметке: Новая палеонтологическая находка проливает свет на раннюю эволюцию млекопитающих .

Несовершенство строения организмов

В ходе эволюции каждая новая конструкция не проектируется с нуля, а получается из старой конструкции за счет последовательности небольших улучшений. Эта особенность является причиной специфических несообразностей в строении живых организмов.

Например, возвратный гортанный нерв у млекопитающих идет от мозга к сердцу, огибает дугу аорты и возвращается к гортани. В результате нерв проходит гораздо более длинный путь, чем необходимо, а аневризма аорты может приводить к параличу левой голосовой связки. Особенно наглядно проблема видна на примере жирафа, у которого длина возвратного нерва может достигать 4 метров, хотя расстояние от мозга до гортани - всего несколько сантиметров. Такое расположение нервов и сосудов млекопитающие унаследовали от рыб, у которых шея отсутствует.

Расположение четвертой ветви блуждающего нерва у не имеющей шеи акулы вполне рационально. У жирафа, унаследовавшего относительное расположение нервов и кровеносных сосудов от далеких рыбообразных предков, путь гомологичной ветви блуждающего нерва (=возвратного гортанного нерва, recurrent laryngeal nerve) потрясающе нелеп: "за семь верст киселя хлебать". Рисунок из книги Р. Докинза " The greatestshow on earth ".

У ранних рыбообразных эмбрионов всех позвоночных животных возвратный гортанный нерв (= четвертая бранхиальная ветвь блуждающего нерва), отделившись от блуждающего нерва, проходит позади кровеносного сосуда шестой жаберной дуги и иннервирует соответствующую часть жаберного аппарата. У взрослых рыб нерв и сосуд остаются в том же самом положении. У предков млекопитающих в ходе эволюции кровеносный сосуд пятой жаберной дуги редуцировался, а сосуды четвертой и шестой дуг сместились (вслед за сердцем) в грудной отдел туловища. Здесь они стали аортой и боталловым протоком (ductus arteriosus ) - поперечным сосудом, который у эмбрионов наземных позвоночных соединяет аорту с легочной артерией. Все эти события воспроизводятся в развитии эмбрионов. Вскоре после рождения боталлов проток зарастает и превращается в непроходимую для крови артериальную связку (ligamentum arteriosum ). Но возвратный гортанный нерв, по-прежнему проходящий позади сосуда шестой дуги (т.е. боталлова протока), так и остается связанным с эмбриональными стуктурами той же дуги, которые не спускаются в грудной отдел, а остаются рядом с мозгом и превращаются в элементы гортани. По мере смещения сосуда шестой дуги нерву приходилось все более вытягиваться, становясь "возвратным". Эволюционная история нерва воспроизводится в развитии эмбрионов млекопитающих.

Желудочно-кишечный тракт млекопитающих пересекается с дыхательными путями, в результате мы не можем одновременно дышать и глотать, а кроме того существует опасность подавиться. Эволюционное объяснение данного обстоятельства заключается в том, что предками млекопитающих являются остеолепиформные кистепёрые рыбы, которые заглатывали воздух, чтобы дышать.

Выпадение матки, боли в пояснице у людей связаны с тем, что мы используем для прямохождения тело, сформированное эволюцией в течение сотен миллионов лет для передвижения на четырех конечностях.

Эволюция глаза. Еще один пример несовершенства в строении организмов - сетчатка позвоночных и слепое пятно. У позвоночных нервы и сосуды сетчатки расположены поверх светочувствительных клеток, а значит - свет должен пройти через несколько слоев клеток прежде чем попасть на палочки и колбочки. Слепое пятно - это отверстие в сетчатке, через которое нервы идут от сетчатки к мозгу. Для решения многочисленных проблем, вызванных таким устройством сетчатки, у позвоночных есть ряд адаптаций, в частности у нервов, идущих поверх сетчатки, отсутствует миелиновая оболочка, что повышает их прозрачность, но снижает скорость передачи сигнала (еще один пример "подгонок" и "подстроек", характерных для лишенного дара предвидения эволюционного процесса) . Схожие по строению глаза головоногих лишены этого недостатка.Это наглядно показывает, что и у позвоночных могли бы быть глаза без слепых пятен.

Великий немецкий ученый XIX века Герман фон Гельмгольц сказал о человеческом глазе: "Если бы какой-нибудь оптик попытался продать мне инструмент со всеми этими дефектами, я бы счел себя в полном праве в самых сильных выражениях обвинить его в разгильдяйстве, и вернул бы ему его инструмент" .

Упрощенная схема расположения нейронов сетчатки. Сетчатка состоит из нескольких слоев нейронов. Свет падает слева и проходит через все слои, достигая фоторецепторов (правый слой). От фоторецепторов сигнал передается биполярным клеткам и горизонтальным клеткам (средний слой, обозначен желтым цветом). Затем сигнал передается амакриновым и ганглионарным клеткам (левый слой). Эти нейроны генерируют потенциалы действия, передающиеся по зрительному нерву в мозг.

Причины, по которым глаз у позвоночных устроен так нелепо ("вывернут наизнанку"), описаны, в частности, в книге Нила Шубина " Your inner fish". Они уходят корнями в самые ранние этапы эволюции хордовых. Далекие предки позвоночных животных, похожие на ланцетника, имели фоторецепторы, обращенные во внутреннюю полость спинной нервной трубки. Нервная трубка, в свою очередь, сформировалась путем впячивания нервной пластинки, представлявшей собой специализированный участок кожных покровов (эпителия). Таким образом, изначально фоторецепторы смотрели наружу, в сторону света, но при формировании спинной нервной трубки - характерной черты хордовых - они оказались обращенными во внутреннюю полость этой трубки (невроцель). Для животных, подобных ланцетнику, это не имеет особого значения, потому что они очень маленькие и совсем прозрачные. А главное, светочувствительные клетки у таких животных все равно не могли различать контуры объектов: они могли лишь отличать свет от тьмы, и четкость изображения для них не имела значения. Более сложные глаза позвоночных формировались из выпячиваний передней части нервной трубки, которая стала головным мозгом. При этом фоторецепторы так и остались обращенными вовнутрь - никакая мутация не могла бы вывернуть их наружу при таком способе формирования нервной системы, который позвоночные унаследовали от своих похожих на ланцетника предков. Разумеется, для "разумного дизайнера", начинающего проект с чистого листа, подобной проблемы просто не существовало бы.

Начало формирования нервной трубки из складки эпителия у человеческого зародыша.

Схема строения глаз современных моллюсков разной степени сложности - от простейшего светочувствительного пятна (у некоторых брюхоногих; вверху ) до глаза, сравнимого по сложности и сходного по строению с человеческим (у осьминога; внизу) - наглядно показывает несостоятельность утверждений креационистов, будто такие сложные структуры, как глаза, не могли возникнуть постепенно, а значит, были сотворены такими, каковы они есть. Иллюстрация из книгиScience, Evolution, and Creationism // Washington, D.C.: The National Academies Press. (PDF 3,2 Мб можно бесплатно скачать , предварительно зарегистрировавшись).

Как видно из этой схемы, у моллюсков фоторецепторы как были изначально обращены наружу, к свету, так и остались; поэтому нервные волокна у них присоединяются к светочувствительным клеткам сзади, а не спереди, и нет никаких слепых пятен. Моллюскам в данном случае просто "повезло", что у них светочувствительные органы изначально не были связаны со впячивающимися (подобно зачатку нервной трубки хордовых) участками эпителия.

Типичный аргумент антиэволюционистов - аргумент от "несократимой сложности", который применительно к глазу звучит так: "сложный глаз (например, человеческий) не мог возникнуть путем постепенной эволюции, потому что глаз полезен только как целое - удалите какую-то часть глаза, и он станет бесполезен." Приведенная выше схема показывает, как на самом деле может идти эволюция сложного глаза. Ключевая ошибка в рассуждениях антиэволюционистов состоит в том, что на самом деле глаз полезен не только "как целое", т.е. в полностью готовом виде. Простейший глазок, состоящий из нескольких светочувствительных эпителиальных клеток, способен только отличать день от ночи, но это все же лучше, чем никакого зрения вообще. Впячивание такого глазка дает дополнительное преимущество, позволяя определять направление на источник света. Дальнейшее впяивание превращает глаз в "камеру -обскуру " и позволяет уже различать объекты; последующее добавление хрусталика улучшает фокусировку, и т.д. Каждый маленький шажок на этом долгом эволюционном пути был выгоден организмам, и поэтому поддерживался естественным отбором.

Пост -транскрипционная регуляция работы генов. "Несовершенство дизайна" сплошь и рядом обнаруживается и на молекулярном уровне. Типичным примером является такое широко распространенное явление, как пост-транскрипционная регуляция активности генов (Post-transcriptional regulation). Когда деятельность какого-то гена не нужна в данной клетке или на данном этапе развития организма, ген может быть отключен простым и эффективным способом - при помощи специальных регуляторных белков (факторов транскрипции), которые отключают транскрипцию, то есть синтез матричной РНК на матрице ДНК. Однако во многих случаях тот же самый результат достигается другим, гораздо более расточительным способом: клетка сначала синтезирует матричную РНК, тратя на это много энергии и ресурсов, а затем сразу же уничтожает с таким трудом изготовленную молекулу. Инженерное решение, совершенно безграмотное и недопустимое с точки зрения любого разумного дизайнера! Однако именно таков стиль естественного отбора, который не умеет заглядывать вперед и слепо поддерживает те полезные мутации, которые ему "подвернулись" в данный момент. Например, посттранскрипционное "отключение" генов, осуществляемое при помощи микроРНК (см.: microRNA), по-видимому, появилось из-за того, что отбор "зацепился" за древнюю систему узнавания и обезвреживания чужеродных (например, вирусных) молекул РНК (см.: РНК-интерференция). Существуют весьма сложные и вычурные способы пост-транскрипционной регуляции генов. Например, в клетках есть система "молекулярной цензуры", которая служит для уничтожения бракованных и чужеродных молекул РНК. "Брак" распознается по конкретным простым признакам (например, по преждевременным стоп-кодонам). И поскольку такая система уже существует, она стала "зацепкой" для естественного отбора, который на ее основе создал очень замысловатую и, по-видимому, неэкономную систему регуляции. В синтезированную клеткой, но не нужную ей молекулу РНК вносятся такие изменения, что "цензура" воспринимает эту РНК как бракованную, подлежащую уничтожению (см.: Сравнение геномов человека и мыши помогло обнаружить новый способ регуляции работы генов ). Зачем такие сложности - сначала синтезировать ненужную молекулу РНК, затем "подставить" ее надзирающим органам при помощи своеобразного молекулярного "подлога", и только после этого уничтожить? Ведь можно было с самого начала просто не синтезировать ее! Это характерный «почерк» эволюции, совсем не похожий на разумное проектирование, а похожий, скорее, на самосборку чего получится из чего попало. Если бы живая клетка была создана разумным дизайнером, он бы, конечно, решил эту задачу гораздо аккуратнее и красивее, например, при помощи факторов транскрипции. Но клетка делалась не разумным дизайнером, и это хорошо заметно, если присмотреться к деталям ее устройства и функционирования.

Рудимент - это орган, основное значение которого было утрачено в процессе эволюционного развития организма. Под данное понятие попадают также структуры, редуцированные и отличающиеся меньшими возможностями по сравнению с соответствующими структурами у иных организмов. Считалось, что рудиментарные органы совершенно бесполезны, но многие из них и сейчас выполняют некоторые малозначимые или относительно простые функции при помощи структур, скорее всего, предназначенных для более сложных целей.
Странные подарки эволюции
К началу XIX века сравнительная анатомия, известная также как сравнительная морфология, сложилась как самостоятельная биологическая дисциплина, рассматривающая общие закономерности развития и строения органов путем сопоставления разнообразных видов живых существ на разных этапах эмбриогенеза. Она стала доказательной базой происхождения человека от иных представителей животного мира. Анатомами были выявлены одни и те же органы у разных организмов, отличающиеся по размерам и форме. Были замечены случаи полного отсутствия некоторых из них или относительно плохая развитость по сравнению с теми же органами у других видов. Недоразвитые органы стали называть рудиментарными (от лат. rudimentum - "начальная ступень, зачаток"). Они представлялись бесполезными и находящимися на пути к исчезновению.
Рудимент - это орган, который закладывался в ходе но со временем переставал развиваться. У взрослых форм в дальнейшем он оставался в недоразвитом состоянии. Подобные органы или их части можно обнаружить почти у каждого вида животных и растений. По сравнению с гомологичными (подобными) структурами близких организмов они либо недоразвиты, либо лишены какой-нибудь важной составляющей.
Встречаются подобные органы и в нашем организме. Так, например, зубы мудрости - рудимент человека. Этотакже такие органы, как третье веко, или эпикантус, копчик, червеобразный отросток мышцы ушей, обуславливающие их подвижность, волосяной покров на туловище, конечностях. Всего в человеческом организме их можно насчитать более 100. Они представляют собой остатки тех органов, которые у соответствующей предковой формы имели вполне развитый вид.
Доказательства исторического развития органического мира
Рудиментарные органы в результате каких-либо изменений в окружающей среде, в образе жизни определенного вида утрачивали свое значение для выживания и постепенно переставали функционировать. Не следует забывать о постоянно происходящих мутациях, которые приводили к уменьшению размеров различных органов, ослаблению их функций. В случае их немалого значения для выживания претерпевающие мутации организмы элиминировались.
Структуру, находящуюся в процессе элиминации, относят к понятию "рудимент". Этосвоеобразныйпроцесс эволюции, в основе которого лежат мутации, наследственные изменения некоторых особей. В организмах с незначительным развитием системы регуляторных корреляций (взаимосвязей) медленно осуществляется коадаптация частей. Она проходит в порядке более жизненных, гармонических соотношений. Это взаимное закономерное функциональное приспособление в ходе эволюционного преобразования каких-либо органов одной особи или их группы, а также различных живых существ одного биоценоза.
Подобным примером рудиментарной структуры человека может служить аппендикс (червеобразный отросток). Это остаток слепого выроста, некогда являвшегося большим функционирующим органом в пищеварительной системе травоядных животных. Его функции достаточно ясны. Богатая клетчаткой пища для своего переваривания требует длительного времени, слепой вырост представляет собой место, в котором с участием обитающей в нем микрофлоры проходит постепенный процесс переваривания растительной целлюлозы. В ходе эволюционного развития наши предки стали употреблять меньше клетчатки, а больше мяса, что привело к постепенному уменьшению слепого выроста. Он превратился в рудимент, но далеко не бесполезный. Его роль в поддержании иммунитета человека достаточно существенна. Аппендикс сохраняет оригинальную микрофлору толстой кишки, являясь инкубатором кишечной палочки. Людям с удаленным аппендиксом после перенесенных инфекционных заболеваний намного труднее вернуть микрофлору кишечника в норму. Вот почему червеобразный отросток нередко называют своеобразной фермой для размножения полезных микроорганизмов. Есть утверждения, что удаление аппендикса увеличивает риск новообразований злокачественной природы.
Рудименты у животных
У других живых существ также определено немало органов, утративших свои функции в течение закономерного исторического развития организмов и находящихся на пути к исчезновению. Это, например, расположенные в толще брюшных мышц кости у питонов и китов, являющиеся рудиментами задних конечностей. Рудиментарным органом у животных, обитающих в темноте, являются глаза. У бескрылых птиц это зачаточные кости крыла. Немало органов, утративших свое первоначальное значение, и у растений. Так, на корневищах ландыша, пырея, папоротника были обнаружены чешуйки, являющиеся рудиментами листьев. В краевых соцветиях сложноцветных под лупой хорошо просматриваются недоразвитые тычинки. У тычиночных цветков огурца остаток пестика, имеющийся в центре бугорка, - также рудимент. Это все существенные доказательства исторического развития органического мира.
Атавизмы
Ученые выделяют также проявления у определенных особей признаков, которые были свойственны их отдаленным предкам, но отсутствуют у ближайших представителей. Подобные проявления названы атавизмами. Наиболее характерные их примеры - это хвостовидный придаток, фистулы в горле, чересчур выраженный волосяной покров, наличие добавочных пар молочных желез и другие. Эти признаки, утраченные в ходе эволюции, встречаются как редкое исключение.
Следует заметить, что атавизмы и рудименты - это не идентичные понятия. Рудименты наличествуют у всех особей вида, им присущи определенные функции. Атавизмы встречаются лишь у некоторых представителей и не несут каких-либо функций. Их, кстати, не стоит путать с аномалиями развития, имеющими другую природу, такими как разветвленные ребра, явление шестипалости и другие.
Все обнаруженные рудименты и атавизмы - это признаки,соответствующие определенному этапу развития эволюционного дерева. Явным доказательством этого является то, что органы, ставшие бесполезными для организма, могут сохраняться на протяжении долгого периода времени, постепенно редуцируясь и разрушаясь в дальнейшем из-за мутаций.
В современной биологической науке и сегодня в центре внимания исследования генома живых существ, включая и человека. Данные о происхождении рудиментарных органов помогут дать ответ на один из актуальных вопросов о том, какие гены включаются или же блокируются при развитии и редуцировании зачаточных органов.
«Рудиментарный орган» в технике
Понятие рудимент в переносном значении как пережиток исчезнувшего явления используется и в технике. В развитии технического прогресса прослеживается явная аналогия с биологической эволюцией. Здесь также часто рудиментами называют части механизмов, машин или иных устройств, утративших свой смысл на современном этапе развития определенной системы, но продолжавших сохраняться в целях совместимости с ранее принятыми стандартами. в компьютерной технике служат модем, флоппи-дисковод. В автомобильной технике «рудиментарным органом» является в авиации таким примером служит автоматический радиокомпас.

Напечатать